Łożysko korbowodu: urządzenie, przeznaczenie, specyfikacje, cechy działania i naprawy

Silnik spalinowy działa poprzez obracanie wału korbowego. Obraca się pod wpływem korbowodów, które przenoszą siły na wał korbowy z ruchów translacyjnych tłoków w cylindrach. Aby korbowody działały w połączeniu z wałem korbowym, zastosowano łożysko korbowodu. Jest to łożysko ślizgowe w postaci dwóch półpierścieni. Zapewnia możliwość obrotu wału korbowego i długotrwałą pracę silnika. Przyjrzyjmy się bliżej temu szczegółowi.

ogólny opis

Łożysko korbowodu (znane również jako tuleja) to łożysko ślizgowe. Jest zainstalowany w dolnej głowicy korbowodu i zamyka szyjkę wału korbowego. Część składa się z dwóch stalowych półpierścieni ze specjalną powłoką zmniejszającą tarcie. Półpierścienie mają rowki do smarowania, a jeden półpierścień ma otwór doprowadzający olej.

Łożysko korbowodu nie ma bezpośredniego kontaktu z czopem wału korbowego. Części ocierają się w specjalny hydrodynamiczny sposób dzięki filmowi olejowemu powstałemu w przestrzeni między czopem wału a łożyskiem.

Warunki pracy tulei silnika

Dzięki tworzeniu się filmu olejowego zapobiega się miejscowej koncentracji ładunków. Ale jeśli zostaną stworzone pewne warunki, normalny reżim hydrodynamiczny łożyska zmieni się na mieszany. Może się tak zdarzyć, jeśli w silniku nie ma wystarczającego ciśnienia oleju, zespół jest pod dużym obciążeniem, lepkość oleju jest niska, smar jest przegrzany, a chropowatość na wale i powierzchni łożyska wzrasta. Również tryb mieszany może wystąpić z powodu brudnego oleju, deformacji łożysk i wad geometrycznych.

W tym trybie mieszanym łożysko korbowodu może stykać się z powierzchnią czopu wału korbowego, co może prowadzić do zatarcia, zwiększonego zużycia i spiekania wału z łożyskiem.

Materiały i ich charakterystyka

Materiały do ​​produkcji tych części muszą mieć wiele cech i właściwości, które czasami są ze sobą sprzeczne. Ogólnie rzecz biorąc, materiał decyduje o niezawodności i jakości łożyska. Różnica między różnymi modelami polega na materiale i powłoce przeciwciernej.

Dlatego materiał musi mieć wystarczającą wytrzymałość zmęczeniową: są to maksymalne obciążenia cykliczne, jakie element może wytrzymać przez nieograniczoną liczbę cykli. Jeśli to obciążenie zostanie przekroczone, zaczną pojawiać się pęknięcia z powodu zmęczenia metalu.

Kolejną ważną właściwością jest odporność materiału na wiązanie. Jest to zdolność materiału łożyska głównego i łożyska korbowodu do przeciwstawiania się spiekaniu z metalem wału w bezpośrednim kontakcie.

Odporność na zużycie jest właściwością materiału, która pozwala zachować jego wymiary geometryczne, pomimo obecności w smarze substancji ściernych, a także w warunkach bezpośredniego kontaktu z wałem korbowym. Materiał musi być funkcjonalny. Oznacza to, że łożysko musi kompensować drobne defekty w wale korbowym i gnieździe korbowodu poprzez miejscowe zużycie lub deformację. Materiał musi być w stanie zatrzymać krążące w oleju ścierniwo i brud. Kolejną ważną cechą jest odporność na korozję.

Długą, niezawodną pracę łożysk korbowodów silnika osiąga się tylko dzięki połączeniu materiałów o wysokiej wytrzymałości z gładkością specjalistów. Podszewka powinna być jednocześnie miękka i twarda. Może wydawać się to paradoksalne, ale nowoczesne produkty łączą wszystkie te cechy.

Urządzenie łożyskowe

W rzeczywistości materiał, z którego wykonane są te części, jest znacznie ważniejszy niż cechy geometryczne. Łożysko ślizgowe składa się z kilku warstw. Istnieją elementy bimetaliczne i elementy trimetaliczne.

Półłożyska korbowodu wykonane są ze stalowej podstawy. Stal zapewnia częściom niezbędną sztywność, a także szczelność.

Potem pojawia się druga warstwa – powłoka przeciwcierna. Jest dość gruby: grubość wynosi 0,3 milimetra. Grubość tej warstwy jest bardzo ważna dla łożyska. Może być walcowany nawet przy dużych defektach wałka. Łożysko ma wysokie właściwości amortyzujące. Skład warstwy przeciwciernej obejmuje sześć do dwudziestu procent cyny, a także od dwóch do czterech procent krzemu. Stop może również zawierać pierwiastki takie jak nikiel, miedź, mangan, wanad.

Tutaj, oprócz stalowej bazy, znajduje się również warstwa miedzi: oprócz miedzi zawiera do 25% ołowiu i do 5% cyny. Powłoka przeciwcierna wykonana jest ze stopu na bazie cyny i ołowiu. Powłoka nie jest gruba, około 20 mikronów. Taka grubość zapewnia wytrzymałość zmęczeniową, ale właściwości przeciwcierne są zmniejszone. Ponadto pomiędzy warstwą główną i pośrednią powłoka jest pokryta niklem; grubość nie przekracza 2 µm.

Funkcje operacyjne

Podczas pracy łożysko korbowodu zużywa się i jest to pierwszy powód, dla którego jest zmieniane. Bez względu na to, jak bardzo właściciel samochodu stara się chronić te przedmioty, prawa fizyki zbierają swoje żniwo i nie da się tego uniknąć. Warstwa przeciwcierna zostaje usunięta, wał korbowy ma luz, ciśnienie oleju i ilość smaru są zmniejszone. W rezultacie, z powodu zwiększonego tarcia, dochodzi do awarii.

Inną sytuacją jest rotacja wkładek. To także powód do wymiany. Wkładkę po prostu przykleja się do szyjki wału korbowego. Silnik zatrzymuje się. Między innymi gęsty smar z dużą ilością pozostałości, brak oleju, nieprzestrzeganie momentów dokręcania łożysk korbowodu.

Wniosek

Jak widać tuleje to drobne części, ale bardzo ważne dla bezawaryjnej pracy silnika. Bez nich silnik po prostu by nie działał. Są to produkty technologiczne zdolne do wytrzymania dużych obciążeń, wysokich temperatur i zawrotnych prędkości. I właśnie z powodu obecności powłok w silniku trzeba częściej wymieniać olej – brud zabija łożyska. Same elementy nie są tak drogie, ale aby je wymienić, trzeba całkowicie zdemontować silnik. Ta praca nie jest łatwa, wymaga wiedzy, doświadczenia i dużo czasu.